La atmósfera es trasparente a la radiación visible que llega del sol. Una vez llega a la superficie terrestre, la calienta. Esas ondas caloríficas son radiación infrarroja. Si no hubiese atmósfera, la radiación infrarroja escaparía, pero al tener atmósfera, parte de estas ondas caloríficas quedan atrapadas. Por analogía llamamos a esto "efecto invernadero", porque la atmósfera se comporta como una suerte de paneles de invernadero que son transparentes a la radiación visible, pero opacos a la radiación infrarroja.
Si no existiese el efecto invernadero, la temperatura terrestre sería de unos -18ºC. Gracias a él, la temperatura media del planeta es de 15ºC. El problema es que estamos emitiendo más CO2 del que se puede regular por sí solo.
Cada año liberamos en la atmósfera 20.000 millones de toneladas de CO2. Las emisiones naturales procedentes de la respiración de las plantas y la liberación de gas de los océanos ascienden a 776.000 millones de toneladas al año. Nuestras emisiones pueden parecer pequeñas comparadas con las naturales. La parte que estaríamos obviando es que la naturaleza no solo emite CO2, también lo absorbe. Las plantas lo respiran y grandes cantidades se disuelven en el océano. La naturaleza absorbe 788.000 millones de toneladas cada año. Las absorciones de la naturaleza compensan aproximadamente las emisiones naturales. Lo que nosotros hacemos es descompensar ese balance.
Mientras que aproximadamente la mitad del CO2 que emitimos es respirado por las plantas o disuelto en los océanos, la otra mitad permanece en el aire. Debido a la quema de combustibles fósiles, la fabricación de cemento y la transformación de terrenos en suelo agrícola, principalmente, el nivel de CO2 en la atmósfera se encuentra en las cotas más altas al menos de los dos últimos millones de años. Y sigue aumentando.
Desde 2010, las emisiones de gases de efecto invernadero han registrado un crecimiento promedio anual del 1,3%. En 2019, el aumento fue más pronunciado y llegó a un 2,6% debido en gran medida al aumento de incendios forestales. A pesar de que la pandemia ralentizó temporalmente la emisión de CO2 a la atmósfera en 2020, la reducción ha sido poco significativa. La tendencia al alza se ha mantenido, y para este siglo continúa la deriva catastrófica de temperatura superior a los 3ºC sobre los niveles preindustriales.
Hay una serie de gases en la atmósfera que favorecen este fenómeno, además del CO2, el vapor de agua, el metano, los óxidos de nitrógeno… Se ha observado que estos gases absorben la radiación infrarroja. Y en función de esas observaciones se ha descrito ese fenómeno desde el punto de vista químico:
El aire está compuesto principalmente por un 21% de oxígeno y un 79% de nitrógeno. El CO2 es solo el 0,04% del aire. Ni el oxígeno ni el nitrógeno tienen la capacidad de absorber la energía infrarroja porque son moléculas formadas por átomos iguales unidos entre sí: el oxígeno está formado por dos átomos de oxígeno (O2) y el nitrógeno por dos átomos de nitrógeno (N2). Para que la radiación infrarroja "caliente" a una molécula, esta debe tener átomos diferentes unidos, como el CO2, formado por un átomo de carbono unido a dos átomos de oxígeno a cada lado.
El agua que está en la atmósfera (H2O) también absorbe la energía infrarroja y con ello actúa como otro gas de efecto invernadero. A su vez, al formar nubes colabora a que la energía infrarroja sea reflejada hacia el espacio exterior.
Otro hecho que se ha observado, tan interesante como preocupante, es que además de que el CO2 hace aumentar la temperatura, el calentamiento hace aumentar el CO2. A lo largo de la historia se ha visto que en los núcleos de hielo se aprecia que los niveles de CO2 aumentaron después de que las temperaturas subiesen. Este desfase entre la temperatura y el CO2 significa que la temperatura afecta al nivel de CO2 en el aire. Por consiguiente, el calentamiento produce un aumento en el nivel de CO2, y el aumento en el CO2 produce calentamiento. Si ponemos ambos factores juntos vemos que los dos hacen aumentar el efecto invernadero. Por eso el efecto invernadero se multiplica a sí mismo o, dicho de otro modo, el efecto invernadero va agravando progresivamente sus propios efectos.
